Sensors for pH Measurement in the Laboratory and in Industrial Processes

Датчики pH

Лабораторные и промышленные аналитические pH-электроды

Датчик pH определяет щелочность или кислотность раствора. METTLER TOLEDO производит широкий ассортимент датчиков pH для различных отраслей промышленности, таких как фармацевтическая, химическая, пищевая, энергетическая, полупроводниковая, а также для очистки воды и сточных вод. Независимо от того, нужен ли вам датчик pH для использования в лаборатории или на технологической линии, у METTLER TOLEDO есть подходящие pH-электроды, отвечающие всем необходимым требованиям.

Позвонить специалисту

FAQs

Что такое датчик pH?

Датчик pH, также называемый зондом или электродом, является важным инструментом, который позволяет пользователю определить щелочность или кислотность раствора. Стеклянная мембрана на конце датчика чувствительна к ионам H+. Кроме того, многие из датчиков pH METTLER TOLEDO также позволяют измерять окислительно-восстановительные процессы.

Как работает датчик pH?

Внешняя сторона стеклянной мембраны образует гелевый слой, когда она сталкивается с водным раствором. Аналогичный гелевый слой образуется и на внутренней стороне стеклянной мембраны, поскольку датчик заполнен водным раствором электролита. Ионы H+ в гелевом слое и вокруг него могут диффундировать либо в этот слой, либо из него, в зависимости от значения pH. Таким образом, измеряется концентрация ионов H+ в растворе. Если раствор щелочной, ионы H+ диффундируют из слоя, и на внешней стороне мембраны образуется отрицательный заряд. Поскольку стеклянный электрод имеет внутренний буфер с постоянным значением pH, потенциал на внутренней поверхности мембраны остается постоянным во время измерения. Таким образом, потенциал датчика pH - это разница между внутренним и внешним зарядами мембраны.

Почему при измерении pH с помощью датчика pH необходим эталонный датчик?

Цель эталонного датчика - обеспечить определенный стабильный эталонный потенциал, относительно которого будет измеряться потенциал датчика pH. Для этого эталонный датчик должен быть изготовлен из стекла, которое не чувствительно к ионам H+ в растворе. Он также должен быть открыт для среды образца, в который его погружают. Для этого в шахте эталонного датчика делается отверстие или стык, через который внутренний раствор или эталонный электролит может вытекать в образец. Для правильных измерений эталонный датчик и датчик pH (полуэлемент) должны находиться в одном и том же растворе.

Какой эталонный датчик используется при измерении pH?

Существует несколько референсных систем. К ним относятся системы серебро/хлорид серебра, йод/йодид и ртуть/каломель, а также некоторые другие вариации. Однако в современных измерениях pH почти всегда используется система серебро/хлорид серебра. Потенциал этой эталонной системы определяется эталонным электролитом и эталонным элементом серебро/хлорид серебра. Важно, чтобы эталонный электролит имел высокую концентрацию ионов - это приводит к низкому электрическому сопротивлению.

Что такое комбинированные датчики pH?

В комбинированных датчиках pH-электрод (стеклянный датчик) и эталонный датчик выполнены в виде двух концентрических трубок/камер. pH-электрод охватывает электрод сравнения, они соединены друг с другом через керамический переход. Эти два электрода, хотя и объединены, функционируют отдельно. Единственное различие заключается в простоте использования одного датчика вместо двух.

Датчик температуры также можно разместить в одном корпусе с pH и эталонными элементами. Это позволяет проводить измерения с температурной компенсацией. Такие датчики называются электродами 3-в-1.

Как правильно хранить датчики pH?

Все руководства пользователя содержат необходимую информацию о краткосрочном и долгосрочном хранении датчиков pH.

  • Всегда: в эталонном электролите, как для краткосрочного, так и для долгосрочного хранения. Это позволяет немедленно использовать pH-датчик, когда это необходимо, и обеспечивает короткое время отклика.
  • Иногда: в буфере pH 4 и 7 между измерениями, чтобы сохранить мембрану увлажненной.
  • Никогда: в деионизированной воде, так как это приведет к истощению богатого ионами эталонного электролита. Также не храните электрод в сухом виде, так как это приведет к повреждению мембраны, что увеличит время отклика датчика pH. При длительном сухом хранении многие датчики pH перед установкой необходимо реактивировать путем замачивания в течение нескольких часов, чтобы получить оптимальные результаты измерения. Если этих мер недостаточно, датчик можно привести в рабочее состояние, обработав его специальным раствором для реактивации с последующим выдерживанием в эталонном электролите.

Каков нормальный срок службы датчика pH?

При использовании и хранении датчика pH в соответствии с рекомендациями ожидаемый срок службы составляет от 1 до 3 лет. Однако ряд факторов может сократить срок службы датчика pH. Одним из них является его использование для измерения горячих или очень щелочных образцов. Другими факторами могут быть механические повреждения в результате неправильного хранения. Кроме того, если раствор для хранения высох или вытек вследствие хранения при высоких температурах, замораживания или других причин, срок службы датчика может значительно сократиться.

Как определить, когда датчик pH необходимо заменить?

Наклон и смещение калибровки являются хорошими показателями качества датчика pH. Когда эти значения превышают определенные пределы, pH-электрод можно считать отработанным. Нижний и верхний пределы для наклона составляют 85% и 105%, а для смещения -35 мВ и 35 мВ. Кроме того, обратите внимание, что нестабильный сигнал или очень долгое время отклика в калибровочном растворе pH указывает на прогрессирующее ухудшение состояния датчика pH. Эти явления часто связаны с неравномерными наклонами и смещениями.

Некоторые из поточных цифровых датчиков METTLER TOLEDO также оснащены функцией предиктивной диагностики, которая указывает, когда датчик должен быть заменен.